De hitte van het onderwijs is wat?

Laten we praten over wat warmte vormtonderwijs, en definieer ook die voorwaarden die standaard worden genoemd. Om dit probleem te begrijpen, zullen we de verschillen tussen eenvoudige en complexe stoffen verduidelijken. Om het concept "vormingswarmte" te consolideren, zullen we specifieke chemische vergelijkingen overwegen.

De standaardenthalpie van de vorming van stoffen

In de reactie tussen koolstof en gasvormigwaterstof genereert 76 kJ energie. In dit geval is dit cijfer het thermische effect van een chemische reactie. Maar dit is ook de warmte van de vorming van het methaanmolecuul uit eenvoudige stoffen. "Waarom?" - je vraagt. Dit wordt verklaard door het feit dat de initiële componenten koolstof en waterstof waren. 76 kJ / mol zal de energie zijn die chemici "vormingswarmte" noemen.

Tabellen met gegevens

In de thermochemie zijn er talloze tabellen waarin de opwarming van de vorming van verschillende chemicaliën uit eenvoudige stoffen is aangegeven. Bijvoorbeeld, de warmte van de vorming van een stof waarvan de formule CO₂heeft in gasvormige toestand een index van 393,5 kJ / mol.

Praktische betekenis

Waarom hebben we deze waarden nodig? De vormingswarmte is een hoeveelheid die wordt gebruikt bij het berekenen van het thermische effect van een chemisch proces. Om dergelijke berekeningen uit te voeren, is de toepassing van de wet van de thermochemie vereist.

thermochemie

Het is de basiswet die uitlegtenergieprocessen die worden waargenomen tijdens het proces van de chemische reactie. Tijdens de interactie worden kwalitatieve transformaties in het reagerende systeem waargenomen. Sommige stoffen verdwijnen, in plaats daarvan verschijnen nieuwe componenten. Zo'n proces gaat gepaard met een verandering in het interne energiesysteem, gemanifesteerd in de vorm van werk of warmte. Het werk dat is gekoppeld aan de uitbreiding, voor chemische transformaties, heeft een minimumwaarde. De warmte die vrijkomt wanneer een component wordt omgezet in een andere stof, kan een grote hoeveelheid zijn.

Als we verschillende transformaties overwegen,Absorptie of afgifte van een bepaalde hoeveelheid warmte wordt voor bijna iedereen waargenomen. Om de fenomenen te verklaren die plaatsvonden, werd een speciale sectie gecreëerd - thermochemie.

De Hessische wet

Dankzij de eerste wet van de thermodynamica,Het is mogelijk om het thermische effect te berekenen afhankelijk van de omstandigheden voor de chemische reactie. Berekeningen zijn gebaseerd op de basiswet van de thermochemie, namelijk de wet van Hess. Laten we de formulering ervan formuleren: het thermische effect van chemische transformatie is verbonden met de natuur, de begin- en eindtoestand van materie, het is niet verbonden met de manier van interactie.

Wat volgt uit deze formulering? In het geval van het verkrijgen van een bepaald product, is het niet noodzakelijk om slechts één interactievariant te gebruiken, het is mogelijk om de reactie op verschillende manieren uit te voeren. In elk geval, ongeacht hoe u de gewenste substantie krijgt, blijft het thermische effect van het proces ongewijzigd. Om dit te bepalen, moeten we de thermische effecten van alle tussentijdse transformaties samenvatten. Dankzij de wet van Hess werd het mogelijk om numerieke berekeningen van thermische effecten uit te voeren, wat niet mogelijk is in een calorimeter. De warmte van de vorming van een koolstofmonoxidesubstantie wordt bijvoorbeeld kwantitatief berekend volgens de wet van Hess, maar door gewone experimenten kun je die niet bepalen. Daarom zijn speciale thermochemische tabellen erg belangrijk, waarbij numerieke waarden voor verschillende stoffen worden bepaald onder standaardomstandigheden

Belangrijke punten in de berekeningen

Gezien de hitte van het onderwijs ishet thermische effect van de reactie, is de aggregatietoestand van de stof in kwestie van bijzonder belang. Bij het uitvoeren van metingen wordt grafiet bijvoorbeeld beschouwd als de standaardtoestand van koolstof, en niet diamant. Houd ook rekening met de druk en temperatuur, dat wil zeggen de omstandigheden waarin de reagerende componenten oorspronkelijk bestonden. Deze fysieke grootheden kunnen een significante invloed op de interactie uitoefenen, de hoeveelheid energie verhogen of verlagen. Voor het uitvoeren van basisberekeningen is het gebruikelijk om specifieke druk- en temperatuurindexen in de thermochemie te gebruiken.

Standaard voorwaarden

Omdat de warmte van de vorming van een stof dat isbepaling van de grootte van het energie-effect onder standaardomstandigheden, zullen we ze afzonderlijk selecteren. De temperatuur voor de berekeningen is 298 K (25 graden Celsius), de druk is 1 atmosfeer. Daarnaast is een belangrijk aandachtspunt het feit dat de vormingswarmte voor eenvoudige stoffen nul is. Dit is logisch, omdat eenvoudige stoffen zich niet vormen, dat wil zeggen dat er geen energie wordt uitgegeven voor het optreden ervan.

Elementen van de thermochemie

Dit deel van de moderne chemie heeft een specialwaarde, omdat hier belangrijke berekeningen worden uitgevoerd, ontvangen ze concrete resultaten die worden gebruikt in warmtekrachttechniek. In de thermochemie zijn er veel concepten en termen die van belang zijn om te werken om de gewenste resultaten te verkrijgen. De enthalpie (ΔH) geeft aan dat de chemische interactie plaatsvond in een gesloten systeem, er was geen effect op de reactie van andere reactanten, de druk was constant. Deze verfijning stelt ons in staat om te praten over de nauwkeurigheid van de berekeningen.

Afhankelijk van wat voor soort reactieOverweeg dat de omvang en het teken van het resulterende warmte-effect aanzienlijk kan variëren. Voor alle transformaties die de ontbinding van één complexe stof in verschillende eenvoudigere componenten met zich meebrengen, wordt dus rekening gehouden met warmteabsorptie. De reacties van het combineren van meerdere uitgangsmaterialen tot een, meer complex product gaan gepaard met de afgifte van een aanzienlijke hoeveelheid energie.

conclusie

Bij het oplossen van een thermochemisch probleemhetzelfde algoritme van acties toepassen. Eerst wordt volgens de tabel de waarde van de vormingswarmte bepaald voor elke initiële component, evenals voor de reactieproducten, zonder de geaggregeerde toestand te vergeten. Vervolgens, bewapend met de Hessische wet, vormen de vergelijking voor het bepalen van de gewenste hoeveelheid.

Bijzondere aandacht moet worden besteed aan de boekhoudingDe stereochemische coëfficiënten beschikbaar voor de begin- of eindstoffen in een bepaalde vergelijking. Als er eenvoudige stoffen in de reactie zitten, is hun standaardvormingswarmte nul, dat wil zeggen dat dergelijke componenten geen invloed hebben op het resultaat dat in de berekeningen is verkregen. We zullen proberen om de verkregen informatie over een specifieke reactie te gebruiken. Als we bijvoorbeeld het proces van vorming uit ijzeroxide (Fe³⁺) van puur metaal door interactie met grafiet, dan kun je in het handboek de waarden vinden van de standaard vormwarmte. Voor ijzeroxide (Fe³⁺) het is -822,1 kJ / mol, voor grafiet(eenvoudige zaak) het is nul. Als gevolg van de reactie wordt koolmonoxide (CO) gevormd, waarvoor deze waarde 110,5 kJ / mol is, en voor het vrijgemaakte ijzer komt de vormingswarmte overeen met nul. De registratie van de standaard vormingswarmte van een bepaalde chemische interactie wordt als volgt gekenmerkt:

? H_over298 = 3 x (-110,5) - (-822,1) = -331,5 + 822,1 = 490,6 kJ.

Analyse van Hess's numeriekeresultaat kan men een logische conclusie trekken dat dit proces een endotherme transformatie is, dat wil zeggen, het gaat om de uitgave van energie aan de ijzerreductiereactie van zijn driewaardige oxide.